Un sistem inovator pentru identificarea rapidă a infecțiilor fungice din sânge
Infecțiile din sânge reprezintă o amenințare constantă pentru pacienții internați, iar cele cauzate de fungi sunt deosebit de periculoase.
Speciile de Candida sunt responsabile pentru majoritatea infecțiilor fungice invazive la nivel mondial și se numără printre principalele cauze ale infecțiilor din sânge dobândite în spital. Deoarece diferitele specii fungice pot răspunde diferit la medicamentele antifungice, medicii încearcă să identifice corect fungusul responsabil de o infecție înainte de a începe tratamentul.
Diagnosticul convențional se bazează pe culturi de sânge, în care sângele unui pacient este incubat până când microorganismele cresc la niveluri detectabile. Acest proces, împreună cu testele de identificare ulterioare, poate dura câteva zile. În această perioadă, clinicienii tratează adesea pacienții cu medicamente antifungice cu spectru larg sau așteaptă mai mult decât este ideal pentru a începe terapiile mai țintite.
Pentru a aborda această problemă, o echipă de cercetare condusă de profesorul Hiroki Takahashi de la Medical Mycology Research Center, Chiba University, Japonia, a dezvoltat un flux de lucru pentru identificarea mai rapidă a patogenilor fungici. Studiul lor, publicat online în revista Microbiology Spectrum pe 21 august 2026, a fost coautorat de Dr. Isato Yoshioka, Dr. Momotaka Uchida, profesorul Akira Watanabe și Dr. Takashi Yaguchi, toți de la Chiba University.
Fluxul de lucru propus constă în trei pași principali, realizați pe un eșantion de cultură de sânge colectat în timp ce este încă în incubare și înainte ca sistemul automatizat să îl marcheze ca pozitiv. În primul rând, cercetătorii descompun selectiv celulele umane și degradează ADN-ul uman folosind o enzimă numită benzonază, fără a afecta ADN-ul fungic și bacterian. Aceasta crește semnificativ proporția ADN-ului microbian în raport cu ADN-ul uman din eșantion. Apoi, cercetătorii folosesc amplificarea întregului genom bazată pe PCR pentru a crea multe copii ale fragmentelor de ADN din genomurile prezente în eșantion, generând suficient material genetic pentru secvențiere.
ADN-ul amplificat este apoi încărcat pe un dispozitiv portabil pentru secvențierea prin nanopore, o tehnică care determină secvența moleculelor de ADN pe măsură ce trec prin pori la scară nanometrică. Spre deosebire de metodele de secvențiere care necesită finalizarea unui ciclu înainte de a putea fi evaluate rezultatele, secvențierea prin nanopore generează date de secvențiere ADN în timp real pe măsură ce ciclul progresează. Secvențele obținute sunt apoi investigate în comparație cu o bază de date de referință construită personalizat, conținând informații genetice de la o gamă largă de microorganisme, inclusiv patogeni fungici și bacterieni asociați cu infecțiile din sânge.
„Am un background în analiza secvenței și genomică și am văzut o oportunitate de a-mi aplica expertiza la provocarea clinică importantă a infecțiilor fungice”, explică profesorul Takahashi. „Am fost în mod special motivat de posibilitatea de a folosi tehnologiile genomice moderne pentru a îmbunătăți înțelegerea, diagnosticul și, în cele din urmă, tratamentul acestor infecții.”
În teste realizate cu 48 de eșantioane clinice de cultură de sânge reprezentând opt specii fungice, fluxul de lucru propus a realizat identificarea la nivel de specie în aproximativ șapte ore, cu o acuratețe remarcabilă. În mod notabil, cercetătorii au descoperit de asemenea că metoda poate identifica o gamă de patogeni fungici, cum ar fi Candida albicans, Nakaseomyces glabratus, Candida parapsilosis, Candida tropicalis și Cryptococcus neoformans. A identificat chiar și infecții mixte în unele eșantioane, implicând două specii fungice sau atât fungi, cât și bacterii.
O caracteristică esențială a acestui nou abord este viteza, deoarece poate identifica patogenii fungici direct din eșantioanele de cultură de sânge înainte ca culturile să devină pozitive în sistemele de cultură convenționale. „Metoda noastră poate permite clinicianilor să inițieze tratamentul antifungic adecvat mai devreme, îmbunătățind potențial rezultatele pentru pacienții cu infecții fungice din sânge care pun viața în pericol”, afirmă profesorul Takahashi. În plus, deoarece fluxul de lucru capturează întregul genom al patogenului, poate detecta și variante genetice în genele asociate cu rezistența la medicamente.
Cercetătorii subliniază că sunt necesare lucrări suplimentare pentru a determina cel mai bun moment pentru colectarea eșantioanelor în timpul incubării și pentru a îmbunătăți detectarea atunci când o creștere bacteriană abundentă maschează semnalele fungice în infecțiile mixte. Cu o validare suplimentară, strategia lor ar putea contribui la dezvoltarea unor proceduri de diagnostic rapid pentru infecțiile fungice care pun viața în pericol, reducând întârzierile în terapia eficientă și, în cele din urmă, îmbunătățind îngrijirea pacienților afectați.
